Easy5 - система моделирования и расчета сложных технических систем и устройств. - презентация

1 Easy5 - система моделирования и расчета сложных технических систем и устройств

2 2 Введение В связи с бурным развитием техники, система управления и конструкция изделия становятся все более сложными Система управления оказывает существенное влияние на работу конструкции и наоборот Решение задач без учёта системы управления порой приводят к неверным результатам и, следовательно, к неправильной работе изделия Учет системы управления в сложных технических задачах позволяет повысить эффективность расчёта и качество получаемых результатов

3 3 Конструирование механической части и системы управления Проверки & Испытания Конструкция системы управления Конструкция механической части Концепция Проект системы управления Проект механической части Реальный прототип

4 4 Инструментарий для создания полной виртуальной модели изделия MSC Nastran Patran MSC Nastran Patran Easy5 Гидравлика & Система управления Adams Нагрузки Динамика и прочность FlightLoads, Dytran … FlightLoads, Dytran … Механизмы и конструкция Механизмы и конструкция

5 5 Единая модель Проверки & Испытания Реальный прототип Проект механической части Конструкция механической части Конструкция системы управления Концепция Проект системы управления Конструирование механической части и системы управления Виртуальный прототип

6 6 Что такое Easy5 Инструмент моделирования систем на схемном уровне Проектирование – Моделирование – Линейные & нелинейные расчеты Многодисциплинарное моделирование Гидравлика – Пневматика – Система управления – Электрические привода – Механизмы – Динамика – Терморегулирование

7 7 Как контролировать скорость коленвала? Easy5 Как контролировать скорость коленвала? Easy5 Какие силы действуют на коленвал? Adams Какие силы действуют на коленвал? Adams Какие напряжения возникают в коленвале? MSC Nastran, Marc Какие напряжения возникают в коленвале? MSC Nastran, Marc Каким будет срок работы коленвала? Fatigue Каким будет срок работы коленвала? Fatigue Каков будет уровень шума при работе? Actran Каков будет уровень шума при работе? Actran Easy5 среди VPD систем

8 8 Библиотеки компонентов Easy5 Hydraulic Basic Library – библиотека компонентов для моделирования гидромеханических систем Thermal Hydraulic Advanced Library – расширенная библиотека компонентов для моделирования гидромеханических систем с учетом температур Gas Dynamics/Pneumatic Library – библиотека компонентов, включающих расчётные модели, учитывающие сжимаемость газа Multiphase Fluid Library – библиотека компонентов устройств, основанных на фазовых превращениях Aerospace Vehicle Library – библиотека компонентов для моделирования динамики летательных аппаратов (включая динамику собственно летательного аппарата, устройств управления и состояния атмосферы)

9 9 Новые возможности в Easy5 2005r1 Новый интерфейс под Windows, не требующий Exceed Полностью обновлена документация Улучшен интерфейс с Adams: добавлена возможность просмотра результатов Easy5 в Adams/PostProcessor и использование решателя Adams C++ Более быстрое и эффективное моделирование гидромеханических систем с учетом температур Более быстрое и эффективное моделирование систем с подшипниками скольжения В библиотеку компонентов для моделирования гидромеханических систем с учетом температур добавлен новый элемент: топливо для реактивных двигателей Разработан новый интерфейс Easy5 – MSC Nastran – для учета информация о реальной жесткости тел Улучшена интеграция с системой MATLAB/Simulink

10 Примеры Самые различные области применения Easy5: от космоса до коммунальной техники

11 11 Система Easy5 использовалась для нахождения и исправления аварийных мест в двигательной системе спасения астронавта Были найдены и модифицированы проблемные узлы без проведения дорогостоящих и опасных натурных испытаний Пример: Boeing – система спасения EVA Регулятор Авария

12 12 Пример: мусоровоз Использование Easy5 позволило добиться 35% экономии топлива используя различные гибридные технологии Однократное внедрение таких технологий позволяет получать значительную экономию топлива

13 Полнофункциональное моделирование работы привода закрылка

14 14 Закрылок Используется при взлете для увеличения подъемной силы и при посадке – для создания дополнительного сопротивления Две передачи винт- гайка управление осуществляется гидравлическими, электрическими или гибридными приводами Моделирование работы привода закрылка с электрогидравлической системой управления

15 15 Схема разработки «полной» модели закрылка Упругая модель закрылка Замена твердотельных компонентов в полной модели закрылка на упругие. Анализ работы закрылка, исследование проблем при работе и подбор параметров системы управления с учетом возникших «неполадок» в работе всей системы. Инструмент: Adams Создание модели устройства управления, включающего систему управления и электро- гидро-механические системы силового привода. Ниструмент:Easy5 Устройство управления закрылком Создание модели механизма привода закрылка Инструмент: Adams Механизм закрылка Объединение модели механизма и модели устройства управления закрылком, а так же приложение аэродинамических нагрузок с целью создания полной динамической модели для детального исследования работы всей системы в целом. Инструмент: Adams Динамическая модель привода закрылка Создание упругих моделей для передачи их в Adams Инструмент: MSC Nastran Упругая модель Генерация внешних аэродинамических нагрузок на закрылок Инструмент: MSC Nastran/FlightLoads или Dytran Нагрузки Улучшение характеристик привода путем изменения параметров гидрообъемного привода и увеличения коэффициента усиления системы управления Инструмент: Adams Оптимизация конструкции

16 16 Полная модель: система управления + модель механизма привода закрылка В полную динамическую модель закрылка, входят: модель механизма модель устройства управления закрылком аэродинамические нагрузки Easy5 Adams Углы и скорости отклонения закрылка Усилия силового привода Кинематическая модель Модель устройства управления

17 17 Полная модель Проверка работоспособности полной модели Неудовлетворительные характеристики: Чрезмерные вибрации Закрылок «залипает» в полностью выдвинутом положении Требуется более мощный гидрообъемный привод Неудовлетворительные характеристики: Чрезмерные вибрации Закрылок «залипает» в полностью выдвинутом положении Требуется более мощный гидрообъемный привод

18 18 Анализ работы привода с учетом податливости закрылка

19 Моделирование гидравлических систем с помощью Easy5

20 20 Пример: Гидравлическая система Boeing 787 Наличие таких пиков выводит из строя гидравлическую систему Гидравлическая система – важное звено системы управления … в разных частях самолета Быстрое закрывание клапанов сервоприводов управляющих поверхностей и высокие скорости течения жидкости приводят к появлению всплесков давления в гидравлических магистралях…

21 21 Точная модель гидравлической системы в Easy5 Easy5 Сложная, много компонентная модель гидравлической системы Pump: Eg. of a hydraulic system in one block ETC… Pre-built Hydraulic SYSTEM blocks Eg. Pump На упрощенных моделях невозможно отловить всплески давлений Matched flight test data До Точно рассчитанные пики После Без пиков Пример: Гидравлическая система Boeing 787

22 22 Эта работа позволила сэкономить несколько миллионов долларов при производстве самолета и снизить стоимость технического обслуживания, что будет выгодно авиационным компаниям. -- Systems Engineer BCAG Mechanical Systems Engineering Эта работа позволила сэкономить несколько миллионов долларов при производстве самолета и снизить стоимость технического обслуживания, что будет выгодно авиационным компаниям. -- Systems Engineer BCAG Mechanical Systems Engineering Более глубокий анализ результатов, полученных в Easy5 позволил сократить количество гидравлических аккумуляторов в системе. Пример: Гидравлическая система Boeing 787

23 Спасибо за внимание! Easy5 является одной из самых уникальных и важнейших компонент современных VPD технологий